4.3 Измерение силы и момента трения

При измерении силы и момента трения наиболее распространены

следующие методы:

с помощью динамометров;

электромеханическими силоизмерителями;

электрическими силоизмерителями.

Метод измерения силы и момента трения с помощью динамометров отличается простотой и доступностью. Некоторые варианты его применения показаны на рисунке 4.2

а) измерение силы трения при поступательном движении;

б) Измерение силы трения вращательном движении

Рисунок 4.2 - Измерение силы и момента трения с помощью динамометров

Недостатком данного метода является низкая точность и нецелесообразность применения для целого ряда сопряжений по конструктивным соображениям.

Более высокая точность измерений может быть получена при помощи электрических или электромеханических силоизмерителей.

В настоящее время в большинстве машин для исследования триботехнических процессов измерение силы и момента трения производится с помощью датчиков, преобразующих деформацию упругого элемента в электрический сигнал. К наиболее распространённым относятся тензомет-рические, пьезометрические и индукционные датчики.

К недостаткам электромеханических и электрических силоизмерителей следует отнести их достаточно высокую сложность. Зачастую датчики таких силоизмерителей оснащаются средствами для компенсации влияния температуры, электромагнитных полей, перегрузок в сети и др.

4.4 Измерение температуры на поверхности трения

Реальную температуру в зонах контакта трущихся поверхностей трудно измерить, так как зоны реального контакта подвергаются непрерывным изменениям, и отвод теплоты, возникающей в результате работы сил трения, не стационарен. О величине температуры на поверхностях трения можно судить на основании измерений косвенных величин, определяемых следующими методами:

определение физических, химических и металлографических изменений в материале поверхностного слоя (пластическое упрочнение материала, внутренние напряжения, макро- и микроструктурные изменения);

измерение температуры на некотором расстоянии от поверхности контакта. В этом случае для того, чтобы оценить температуру поверхности трения, необходимо знать градиент температуры в поверхностном слое, возникающий в результате трения; измерение температуры естественной термопарой. Трущееся соединение используется в качестве термопары. Реализация этого метода измерений температуры возможна при условии, что трущиеся элементы сопряжения выполнены из металлов с разными термоэлектрическими потенциалами. Преимущество этого метода — низкая тепловая инерция измерительной системы. Основной недостаток - невозможность полностью от фильтровать генерируемые в исследуемом соединении токи трения, сильно искажающие результаты измерения температуры; трудность тарировки;

измерение температуры скользящей термопарой, которая прижимается к поверхности трения постоянной силой. При этом методе невозможно исключить искажения, вносимые в измерение температуры токами трения; различные бесконтактные методы измерения температуры.

Контактные методы замера температуры реализуются с помощью термоприёмников (термопар и терморезисторов), которые обеспечивают непрерывность показаний при исследовании стационарных и переходных режимов, высокую точность в широком диапазоне измерений. Следует учитывать, что контактные ^методы всегда искажают температурное поле исследуемого элемента; кроме того, термоприёмник показывает фактическую температуру поверхности только тогда, когда она становится равной объёмной температуре его рабочей части. В связи с этим обычные образцы терморезисторов имеют инерционность не менее 2 с. Постоянно совершенствующаяся конструкция горячего спая термопар с целью уменьшения их инерционности, которая может быть на два порядка ниже, чем у терморезисторов.